И. И. Ползунова Стуров Д. С. Защита от электрического тока техническими средствами Методические указания
| Вид материала | Методические указания |
- И. И. Ползунова Кафедра «Безопасность жизнедеятельности» Гергерт В. Р., Стуров, 299.13kb.
- Тема «Электрический ток в металлах. Действия электрического тока.», 113.8kb.
- И. И. Ползунова Стуров Д. С., Белоусова Н. Н., Авдеев Е. Н. Определение загрязненности, 481.1kb.
- И. И. Ползунова Кафедра Безопасность жизнедеятельности Шамов Ю. А. Белоусова, 911.68kb.
- И. И. Ползунова Бийский технологический институт С. В. Щигрев методические указания, 350.11kb.
- Методические указания по оформлению межевого дела по купле-продаже, обмену, дарению,, 533.68kb.
- Электроснабжения. Основные параметры, 59.82kb.
- Наносимые электрохимическими методами на поверхность детали в результате осаждения, 96.3kb.
- Рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности, 164.23kb.
- Методические указания к лабораторным работам для студентов строительных специальностей, 619.38kb.
Министерство образования Российской Федерации
Алтайский Государственный Технический Университет
им. И.И. Ползунова
Стуров Д.С.
Защита от электрического тока техническими средствами
Методические указания к выполнению лабораторной работы
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
для студентов всех специальностей и форм обучения АлтГТУ.
Барнаул 2004
УДК 621. 316.
Стуров Д.С., к.т.н., доц. Защита от электрического тока техническими средствами. Методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов всех форм обучения/ Алт. Гос. Техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул, изд-во АлтГТУ, 2004-15 с.
Методические указания содержат некоторые теоретические основы по электробезопасности особенно в части защиты от поражений электротоком техническими средствами. Рассмотрены наиболее эффективные технические меры защиты. Особенно устройства защитного отключения, реагирующие на утечку тока в аварийных ситуациях. Эти устройства являются перспективными, служат снижению электротравматизма и могут быть применимы для защиты объектов от пожаров. Описаны стенд для исследований, порядок его работы, оформление результатов, контрольные вопросы и литература.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры БЖД.
Цель работы:
Ознакомить студентов с техническими мерами и средствами защиты от электротока, особенно с устройствами защитного отключения (УЗО).
План проведения работы:
1) Ознакомиться с содержанием методических указаний и обсудить с преподавателем ход выполнения работы;
2) Получить вариант задания у преподавателя или выбрать самостоятельно, но обязательно согласовав его с преподавателем;
3) Произвести измерения по выбранному варианту;
4) Уяснить контрольные вопросы;
5) Оформить отчёт и защитить его у преподавателя;
1 Общие сведения по электробезопасности
1.1 Основные причины электротравматизма
Основными причинами несчастных случаев от воздействия электрического тока являются:
а) Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к открытым токоведущим частям, находящимся под напряжением.
ПРИМЕР – на заводе Трансмаш произошёл несчастный случай со смертельным исходом с электромонтёром К.
Не обесточив действующую электроталь (подъёмное устройство), потерпевший приступил к устранению неисправности объекта, расположенного вблизи запасной электротали и коснулся неизолированного участка питающего кабеля, находящегося под напряжением. Попав под фазное (380 В) напряжение был смертельно поражён электротоком;
б) Появление напряжения на металлических частях электроустановок (металлообрабатывающий станок, подъёмный кран, ручной электрофицированный инструмент и т.д.) в результате повреждения изоляции электропроводки и замыкании тока на корпус электроустановки.
ПРИМЕР – в совхозе им. Мамонтова Поспелихинского района Алтайского края произошёл несчастный случай со смертельным исходом с дояркой В.
В результате грубейшего нарушения установки электродвигателя водяного насоса произошло замыкание оголённых проводов на корпус насоса. Проходя мимо, пострадавшая В. коснулась рукой корпуса насоса и была смертельно поражена электротоком;
в) Появление напряжения на отключённых электроустановках, на которых работают люди, вследствие несогласованных действий обслуживающего персонала.
ПРИМЕР – на Алтайском Вагоностроительном Заводе произошёл несчастный случай со смертельным исходом с электриком Л.
Без индивидуальных средств защиты пострадавший производил ремонт крепления токосъёмников отключённого мостового крана. От воздействия внезапно появившегося электротока (ошибочное включение) пострадавший потерял устойчивость и , падая с высоты 6 метров, получил дополнительные тяжёлые телесные повреждения и скончался;
г) Возникновение шагового напряжения Uш на поверхности земли в результате замыкания электропроводов на землю при их обрыве (рисунок 1).
ПРИМЕР – после грозы и сильного ветра в г. Барнауле произошёл групповой несчастный случай со смертельным исходом. Трое парней, проходя мимо оборванных проводов ЛЭП-0,4 кВ, не соблюдая мер предосторожности, приблизились к проводам под напряжением ближе 8 метров, попали под действие шагового напряжения и погибли.
Рисунок 1 – Схема действия шагового напряжения:
А – оборванный электропровод, по которому стекает ток в землю I3; Б – электрическое поле радиусом R=20м переменной величины (от 0 до 3) вокруг места стекания тока (точка 1) в землю. При попадании человека в круг Б возникает разность потенциалов между левой и правой ногами, т.е. Uш= 2-2 - 3-3, именуемое шаговым напряжением.
1.2 Технические меры защиты от электротока
1.2.1 Защита от случайного прикосновения к открытым токоведущим частям электроустановок; обеспечивается несколькими способами:
1 – изоляцией токоведущих частей;
2 – размещением электропроводов на недосягаемой высоте (не ниже 4-6 метров от земли);
3 – установкой ограждений опасных зон и предупредительных знаков.
1.2.2 Защита от прикосновения к оборудованию, находящемуся под напряжением, вследствие замыкания электропроводки на корпус оборудования; обеспечивается следующими мерами:
а) – применением двойной изоляции питающих кабелей, электропроводки или путём устройства дополнительной изоляции корпусов ручных электрофицированных инструментов;
б) – применением малых напряжений 12, 24, 36 и 42 В в местах повышенной опасности поражения электротоком. Например, при работе в металлических ёмкостях (цистерны, крупные баки, танкеры и т.п.) допускаются электрофицированные инструменты (наждак, дрель, зубило и т.д.) напряжением не более 12 В. Телескопические светильники местного освещения на станочном оборудовании допускаются напряжением не более 36-42 В;
в) – устройством защитного заземления (рисунок 2).
Рисунок 2 – Схема защитного заземления:
1 – электроустановка; 2 – болт заземляющий; 3 – соединительный провод; 4 – заземлитель.
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок (станок, пресс, подъёмный кран, электродрель и т. д.) с землёй.
Область применения защитного заземления – трёхфазные трёхпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали. Заземлению подлежат все виды оборудования, к которым возможно прикосновение людей и животных.
Основными конструктивными элементами защитного заземления (см. рисунок 2) являются:
1 – электроустановка, 2 – болт заземляющий, 3 – соединительный провод, связывающий электроустановку с заземлителем 4, расположенным в земле.
Принцип действия защитного заземления: при замыкании электропроводки на корпус оборудования (1) ток замыкания J3 растекается по корпусу и уходит в землю по проводнику 3 и заземлителю 4. В связи с тем, что сопротивление заземлителя по нормам электробезопасности очень мало (не более 4 Ом), ток с корпуса электроустановки обвально стекает в землю, в результате резко снижается напряжение на корпусе оборудования относительно земли до безопасной величины. По законам физики, ток замыкания попадает и на человека, но во много раз меньше чем в землю (в 250 раз), т. к. сопротивление тела человека RЧ равно 1000 Ом, а сопротивление заземлителя R3 равно 4 Ом.
Основное требование к защитному заземлителю – сохранение целостности конструктивных элементов (2,3,4, рисунок 2) и их сборки;
г) - Устройство зануления
Рисунок 3 – Схема зануления:
1 – электроустановка; 2 – автомат отключения (предохранители); 3 – электросвязь; 4 – нулевой защитный провод, 5 – заземление нейтральной точки О источника тока.
6 – повторное заземление нулевого провода.
Занулением называется преднамеренное электрическое соединение (3) с нулевым защитным проводником (4) металлических нетоковедущих частей оборудования (1), которые могут оказаться под напряжением.
Нулевым защитным проводником называется проводник (4) соединяющий зануляющие части оборудования с глухо-заземленной нейтральной точкой (о) обмотки источника тока. По нулевому защитному проводнику (4) рабочий ток не течёт, а только ток короткого замыкания Jк в аварийных ситуациях.
Основные конструктивные элементы зануления (рисунок 2):
1 – электроустановка, 2 – автомат отключения, 3 – зануляющий проводник, связывающий электроустановку с нулевым проводом, 4 – нулевой защитный провод, 5 – заземление нейтрали (т. е. нейтральной точки о источника тока), 6 – повторное заземление нулевого провода.
Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпусе 1 в однофазное короткое замыкание тока J3, т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами с целью создания большего тока J3, чем в сети, способного обеспечить срабатывание системы защиты и тем самым автоматически отключить повреждённую электроустановку от питающей сети.
С момента появления тока замыкания J3 до отключения аварийной установки проходит 1-2 с. В это время возникает опасность поражения электротоком людей, работающих на неисправной установке. Для уменьшения этой опасности и применено заземление нейтрали R0 и Rп создающими эффект наподобие защитного заземления (см. пункт В).
Основное требование к занулению:
1. Тщательная прокладка нулевого провода, чтобы исключить возможность его обрыва по любой причине;
2. Целостность всех элементов зануления.
Область применения зануления – трёхфазные четырёхпроводные сети напряжения до 1000 В с глухозаземлённой нейтралью. Обычно это сети напряжением 127/220; 220/380; 380/660 В в машиностроении и других отраслях.
Занулению подлежат корпуса электроустановок (оборудования) машин и аппаратов, станки, лабораторные стенды и т.п.;
д) – Устройство защитного отключения (см. пункт 2 настоящих методических указаний).
- Защита от поражения электрическим током с помощью
отключающих устройств
2.1 Назначение и область применения устройств защитного отключения (УЗО)
В последние годы в России и за её пределами всё большее распространение получают разнообразного вида устройства защитного отключения электроустановок, оказавшихся в аварийном состоянии.
Защитное отключение – это высокоэффективная мера, обеспечивающая безопасность людей и животных, зданий и сооружений. Путём быстродействующего отключения (в течение 0,1-0,2 с.) электроустановок в аварийных ситуациях, таких как:
1 – замыкание электропроводов на корпус оборудования или на землю;
2 – утечка тока выше допустимого значения через повреждённую или устаревшую изоляцию проводов;
3 – случайное прикосновение работающего человека к открытым неизолированным токоведущим частям;
4 – внезапное появление в сети более высокого напряжения по сравнению с обычным (номинальным).
Область применения УЗО практически не ограничена: они могут применяться в сетях любого напряжения и с любым режимом нейтрали (как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью).
Особенно незаменимы УЗО для ручных электрофицированных инструментов (электродрель, электронаждак, электропила, электрорубанок и т.д.), когда в случае неисправности изоляции, опасность поражения электротоком особенно велика, потому что аварийный инструмент в этот момент находится в руках работающего. УЗО защищают от поражения электротоком не только людей, но и взрывоопасные объекты, предотвращая загорание и взрывы своевременным отключением неисправной электросети или электроустановки.
2.2 Типы и составные части УЗО
Устройство защитного отключения (УЗО) должны обеспечивать отключение несправной электроустановки за очень короткое время (0.1-0.2 сек).
Основными частями УЗО являются (рисунок 4):
а) Электрическая часть прибора защитного отключения – это совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети (сила тока, напряжение и др.) и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. Этими элементами являются:
- датчик – устройство, воспринимающее изменение параметра электросети и преобразующее его в соответствующий сигнал (как правило, датчиками служат реле тока (РТ), реле напряжения (РН) и т.п.);
- усилитель сигнала (УС), предназначенный для усиления сигнала датчика, если сигнал окажется недостаточно мощным;
- каналы передачи аварийного сигнала (КПАС) на исполнительный орган (АВ), отключающий аварийную установку;
- вспомогательные элементы – сигнальные лампы, измерительные приборы (вольтметр, амперметр и др.);
б) Автоматический выключатель – устройство, служащее для включения и отключения цепей, находящихся под нагрузкой (в нормальном режиме), и при коротких замыканиях (аварийный режим). Он должен надежно отключать электроцепь автоматически при поступлении сигнала от электрической части прибора защитного отключения.
Рисунок 4 – структурная схема УЗО:
Д – датчик, УС - усилитель сигнала, КПАС – канал передачи аварийного сигнала, АВ – автоматический выключатель питающей сети, АЭ – аварийная электроустановка.
Типы УЗО
Каждое устройство защитного отключения в аварийных ситуациях воспринимает изменение сигнала одного какого-либо электрического параметра, на который реагирует электрическая часть прибора защитного отключения, УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на появление:
1 – напряжения корпуса электроустановки относительно земли;
2 – тока, стекающего в землю с корпуса электроустановки;
31 - напряжения нулевой последовательности;
41 - тока нулевой последовательности;
5 – напряжения фазы относительно земли.
По закону Кирхгофа геометрическая (векторная) сумма токов и напряжений в трехфазной сети равна нулю и нет никакого импульса на отключение электроустановки при ее нормальном режиме работы.
Если же в сети по каким-либо причинам электрическое равновесие нарушается, например, в результате замыкания одной из фаз на землю, или прикосновения человека к фазе, а также при утечке тока на землю через поврежденную изоляцию, то геометрическая сумма токов и напряжений будет уже не равна нулю (равновесие электросистемы нарушается), и тогда в сети по проводам течет разный по величине ток и напряжение. Это и есть, так называемый ток нулевой последовательности и напряжение нулевой последовательности. Результирующая этих токов (напряжений) и воспринимается датчиком отключающего устройства.
Если величина результирующего тока (напряжения) превысит допустимые Iдоп (Uдоп), датчик среагирует на это и подаст сигнал на автоматическое отключение аварийного участка сети или аврийной электроустановки, и они отключаются. Опасность поражения электротоком устраняется.
Рассмотрим схемы накоторых типов УЗО.
2.3 УЗО, реагирующее на появление напряжения корпуса электроустановки
относительно земли (рисунок 5)
Рисунок 5 – Схема УЗО, реагирующая на появление напряжения на корпус относительно земли:
1 - электроустановка, 2 – автоматический выключатель, 3 – заземлитель корпуса,
4 – вспомогательный заземлитель; РН – реле напряжения, ОК – отключающая катушка автоматического выключателя, Rз и Rв – сопротивление защитного и вспомогательного заземления, Iз и Iр – ток замыкания и ток, проходящий через реле напряжения РН.
Датчиком в этой схеме служит реле напряжения РН, включенное между защищаемым корпусом 1 и вспомогательным заземлителем 4. При замыкании одной из фаз на корпус в начале проявляется защитное свойство заземления (З), снижающее электрический потенциал корпуса до некоторого уровня к. Если к превысит допустимую по электробезопасности величину доп , при котором напряжение прикосновения к корпусу Uпр будет выше допустимого Uдоп , сработает устройство защитного отключения и поврежденная электроустановка автоматически отключается от сети.
Входная величина электрического параметра, при которой датчик УЗО реагирует на отключение аварийной электроустановки, называется уставкой.
Входная величина тока и напряжения датчика УЗО, при которой наступает отключение не должна превышать предельно допустимых значений, указанных в таблице 1.
Таблица1 – Предельно допустимые значения
| Род тока | Продолжительность воздействия, с | |||||||||||
| ≤ 0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | >1.0 | |
| Переменный 50Гц | 650 650 | 500 500 | 250 250 | 165 165 | 125 125 | 100 100 | 85 85 | 70 70 | 65 65 | 55 55 | 50 50 | 36 6 |
| Постоянный | 650 650 | 500 500 | 400 400 | 350 350 | 300 300 | 250 250 | 240 240 | 230 230 | 220 220 | 210 210 | 200 200 | 40 15 |
Примечание: в числителе даны напряжения U,В; в знаменателе - токи I, мА.
2.4 УЗО, реагирующие на появление тока нулевой последовательности (ток
разбаланса электросистемы в аварийных ситуациях)
В устройствах защитного отключения этого типа импульсом, вызывающим отключение электроустановки, является возникновение тока нулевой последовательности в разбалансированной сети при аварийных ситуациях (рисунок 6).
Рисунок 6 – Схема УЗО, реагирующая на появление тока нулевой последовательности:
1 – электроустановка, 2 – автоматический выключатель, 3 – трансформатор тока нулевой последовательности, 4 – реле тока, 5 – заземление корпуса.
В устройстве защитного отключения датчиком, воспринимающим и преобразующим импульс на отключение электроустановки 1, служит трансформатор тока нулевой последовательности 3 (ТТНП), который своим токопроводом охватывает все провода данного участка питающего электрокабеля (рисунок 7).
Рисунок 7 – Схема трансформатора тока нулевой последовательности:
1 – магнитопровод (сердечник) разъемный; 2 – электрокабель; 3 – провода (фазы) кабеля – первичные обмотки трансформатора; 4 – вторичные обмотки.
Фазы кабеля в этом случае играют роль его первичных одновитковых обмоток.
В результате магнитные потоки, создаваемые в магнитопроводе ТТНП токами первичных обмоток складываются, а суммарный магнитный поток обусловливает возникновение тока во вторичной обмотке ТТНП. Ток вторичной обмотки проходит через токовое реле РТ и является тем импульсом, при котором срабатывает УЗО, отключая аварийную электроустановку.
Благодаря разъемности конструкции ТТНП, он может быть установлен для работы в любом доступном месте временно или постоянно. Эти преимущества УЗО являются изобретением кафедры “Электроснабжение сельского хозяйства” АлтГТУ. В изготовлении опытных образцов разъемных магнитопроводов принимал участие и автор данной работы.
3 Устройство и работа лабораторного стенда.
Лабораторный стенд предназначен для экспериментальной проверки УЗО, реагирующего на ток нулевой последовательности, электрическая схема которого представлена на рисун-
ке 8.
Источником питания схемы является электроток осветительной сети напряжением 220В. Роль электроустановки в схеме выполняет реостат Р1. Для регистрации тока нагрузки в цепь реостата включен амперметр А. В качестве поврежденной электрической линии, питающей эту электроустановку, применен отрезок двужильного кабеля 1 и электрически связанный с ним дополнительный проводник 2. Ток нулевой последовательности в схеме искусственно имитируется пропусканием тока через дополнительный проводник 2 .
Рисунок 8 – Электрическая схема стенда:
1 – двужильный кабель; 2 – дополнительный проводник тока утечки; Р1 – реостат, задающий нагрузку (электроустановка); Р2 – реохорд, регулирующий ток утечки; РТ – реле тока; ОК – отключающая катушка; ТТНП – трансформатор тока нулевой последовательности.
Этот ток есть не что иное, как ток утечки через якобы поврежденную изоляцию электрокабеля. Ток утечки регулируется реохордом Р2 и контролируется миллиамперметром мА. В качестве датчика тока утечки используется трансформатор тока нулевой последовательности (рисунок 7). Первичной обмоткой трансформатора является двужильный кабель. Вторичная обмотка расположена на кольцевом магнитопроводе (сердечнике). Выводы вторичной обмотки подключены к отключающей катушке автоматического выключателя.
Расположение приборов на панели стенда показано на рисунке 9.
Р
исунок 9 – Расположение приборов и элементов управления на панели стенда:1, 2 – амперметры нагрузки 1 и токов утечки 2; 3 – лампочка, сигнализирующая появление токов утечки в электросети; 4 – кнопка контроля наличия токов утечки в электросети, 5 – кнопка тест-контроля исправности УЗО 14; 6 – лампочка, сигнализирующая о включении и исправности УЗО; 7 – реостат, задающий ток нагрузки в сети, исследуемой электроустановки; 8 – преключатель порога срабатывания УЗО (переключатель уставок); 9 – автоматический выключатель (пускатель) УЗО; 10 – резистор (реохорд), изменяющий плавно ток утечки исследуемой электроустановки; 11 – выключатель миллиамперметра 2; 12 – вилка включения стенда в электросеть;13 – выключатель стенда; 14 – электронный ток УЗО.
Амперметр 1 фиксирует ток нагрузки, создаваемый реостатом 7. Милиаперметром 2 фиксируется ток утечки. В схеме предусмотрено несколько вариантов токов утечки (уставок), при которых срабатывает УЗО. Эти варианты (30,100,300) на стенде устанавливаются переключателем 8. (Уставка 300 не подключена и не используется в лабораторной работе)
При достижении заданной величины тока утечки (норматив уставки – входной величины тока от ТТНП до ТР) резистором 10, загорается сигнальная лампочка 3. В реальных условиях рабочий персонал, увидев это, должен выяснить причину утечек тока и устранить ее.
При дальнейшем повышении тока утечки резистором 10 схема сработает на отключение нагрузки (неисправной электроустановки) и стенд обесточится автоматически. По величине разницы токов отключения и сигнала можно косвенно судить о степени опасности поражения электротоком людей и объектов. Если эта разница незначительна – это означает, что опасность поражения велика, если она намного превшает ток сигнала , то опасность в этом случае меньше и поэтому УЗО “не торопится” отключить повреждение. Например, повреждение электросети в рабочем помещении (цехе) и повреждение электросети в степи. Реакция электроперсонала на неисправность будет адекватна степени опасности.
4 Порядок выполнения лабораторной работы
4.1 Требования безопасности
- запрещается работать на стенде без разрешения преподавателя;
- при обнаружении неисправности стенда, работа должна быть прекращена и сообщено преподавателю.
4.2 Выбрать вариант задания по таблице 2 самостоятельно или с помощью преподавателя и подготовить в своей рабочей тетради таблицу 2 для проведения исследований.
Таблица 2 – варианты лабораторных заданий
| № варианта | Положение реостата | Положение переключателей 4, 5 | Величина тока утечки мА в режиме | Показатель безопасности защиты ПБЗ | |
| Сигнал Iс | Отключение Iо | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | А, I = | 30 | 18 | | |
| 100 | 40 | | | ||
| Б, I = | 30 | 18 | | | |
| 100 | 40 | | | ||
| С, I = | 30 | 18 | | | |
| 100 | 40 | | | ||
| 2 | А, I = | 30 | 18 | | |
| 100 | 50 | | | ||
| Б, I = | 30 | 18 | | | |
| 100 | 50 | | | ||
| С, I = | 30 | 18 | | | |
| 100 | 50 | | | ||
| 3 | А, I = | 30 | 18 | | |
| 100 | 60 | | | ||
| Б, I = | 30 | 18 | | | |
| 100 | 60 | | | ||
| С, I = | 30 | 18 | | | |
| 100 | 60 | | | ||
| 4 | А, I = | 30 | 18 | | |
| 100 | 70 | | | ||
| Б, I = | 30 | 18 | | | |
| 100 | 70 | | | ||
| С, I = | 30 | 18 | | | |
| 100 | 70 | | | ||
| 5 | Б, I = | 100 | 40 | | |
| 50 | | | |||
| 60 | | | |||
| 70 | | | |||
4.3 Проверить и привести в исходное положение приборы на панели стенда:
а – реостат 7 устанавливаем в положение А – соответствующему варианту задания;
б – переключатель 8 - в позицию 30;
в – выключатель 11 – ставим в нижнее положение;
г – резистор 10 – переводим в крайнее левое положение;
д – автоматический выключатель 9 следует установить сначала в положение «откл», а затем в положение «вкл» (т.е. рычаг сначала переводится вправо до упора и тут же его нужно перевести назад влево до упора).
4.4 Включить стенд в розетку, строго соблюдая соответствие фаз на вилке 12 и розетке (на розетке и вилке с торца указаны красным цветом метки «Ф» и «О»). Выполнить свой вариант задания в следующей последовательности на примере варианта 1:
а – реостат 7 установить в положение А;
б – переключатель 8 – в позиции 30;
в – выключатель 11 – установить в верхнее положение;
г – нажать на клавишу 13 со стороны метки «В» на корпусе розетки. В результате этих действий включаются в работу амперметры 1,2 и загорается зелёным цветом контрольная лампочка 6. Стенд готов к работе;
д – записать в рабочую тетрадь величину тока нагрузки по амперметру 1 в колонку 2 таблицы результатов исследования;
е – поворотом вправо резистора 10 увеличиваем плавно и осторожно ток утечки до загорания лампочки 3. Это ток сигнала неисправности электроустановки. Величину этого тока следует довести до величины (18), указанной в задании, и записать в свою тетрадь (колонка 4 таблицы 2);
ж – поворотом вправо резистора 10 очень плавно увеличиваем ток утечки до срабатывания УЗО на отключение. Момент отключения электроустановки (стенда) наступает неожиданно, сопровождаясь громким звуком. Поэтому в этот момент нужно быть внимательным и следить за показаниями миллиамперметра 2. Величина показаний миллиамперметра в момент отключения и является током отключения (уставкой) электроустановки. Результат заносится в тетрадь (колонка 5 таблицы 2) против позиции “30” колонки 3.
Если же отключение произошло так неожиданно, что вы не успели зафиксировать величину тока отключения Iо, эксперимент следует повторить заново, приведя в исходное положение приборы стенда;
з – после измерения тока сигнала Iс и тока отключения Iо в позиции переключателя “30”, последний переводится в позицию “100”, положение реостата 7 при этом не меняется. Приборы 9, 10, 11, 13 переводятся в исходное положение;
и – вновь выключатель 11 переводим вверх, нажимаем на клавишу 13 – стенд и УЗО включены в сеть и готовы к работе, о чём свидетельствует свечение зелёным цветом лампочки 6. Поворотом вправо резистора 10 замеряем ток сигнала Iс (по заданию Iс = 40 мА) и ток отключения Iо. Результаты заносим в тетрадь (колонки 4,5 таблицы 2) против позиции “100” колонки 3;
к – аналогично описываемому выше делаем замеры при нагрузке на реостате Б и С. Результаты показаний Iс и Iо занести в рабочую тетрадь в соответствующие строки таблицы 2 варианта 1.
4.5 После окончения экспериментов обесточить стенд, приборы привести в исходное положение, и привести в порядок свое рабочее место.
По результатам эксперимента вычислить показатель безопасности УЗО, используя формулу: пбЗ = (Iо - Iс) / Iо для уставки 30 и 100 по трём вариантам нагрузки (положение реостата) А, Б и С. Результаты расчёта занести в таблицу 2.
4.6 Оформить отчет о работе и защитить его у преподавателя.
5 Содержание отчета
В отчете должно быть отражено:
- Название работы ее цели и план выполнения;
- Основные причины электротравмотизма;
- Схема устройства и работы защитного заземления (рисунок 2) и схема УЗО
(рисунок 6);
- Вариант задания с указанием экспериментальных данных (таблица 2);
- Построить график зависимости предельно допустимых значений переменных напряжений и токов Uпд, Iпд, от времени воздействия на человека по данным таблицы 1;
- Дать заключение (выводы) в каком положении токов сигнала и отключения опасность поражения для людей наибольшая.
6 Контрольные вопросы
1 Причины электротравмотизма;
2 Технические меры защиты;
3 Устройство и работа защитного заземления;
4 Устройство и работа зануления;
5 Структурная схема УЗО и его основные части;
6 Схема трансформатора тока нулевой последовательность;
7 Причины возникновения токов утечки;
8 Когда возникает (ток) напряжение нулевой последовательности;
9 Назначения и область применения УЗО;
10 Что такое “Уставка”.
Литература
1. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: спр-к/ С.В.Белов, А.Ф. Козваков, О.Ф.Партолин и др.; под ред. С.В.Белова. – М.:Машиностроение,1989 – 368с.
2. Чекалин Н.А., Полукина Г.Н., Чекалина С.А. Охрана труда в электрохозяйствах промышленных предприятий: учебник для техникумов. – М: Энергоатомиздат,1990- 256с.
3. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для ВУЗов/ С.В.Белов, А.В.Ильницкая, А.Ф. Козвяков и др: Выс.шк., 1999. – 448с.
4. П.П.Кукин, В.А.Лапин, Е.А. Подгорных и др. Безопасность технологических процессов и производств. – М.: Высш. школа 1999.
Содержание стр.
1 Общие сведения по электробезопасности………………………………………………..3
1.1 Основные причины электротравматизма……………………………………………….3
1.2 Технические меры защиты от электротока……………………………………………..4
2 Защита от поражения электрическим током с помощью отключающих устройств…...6
2.1 Назначение и область применения устройств защитного отключения (УЗО)………..6
2.2 Типы и составные части УЗО…………………………………………………………….7
2.3 УЗО, реагирующие на появление напряжения корпуса электроустановки
относительно земли…………………………………………………………………………..9
2.4 УЗО, реагирующие на появление тока нулевой последовательности
(ток разбаланса электросистемы в аварийных ситуациях)……………………………….10
3 Устройство и работа лабораторного стенда……………………………………………..11
4 Порядок выполнения лабораторной работы……………………………………………..13
4.1 Требования безопасности……………………………………………………………….13
4.2 Выбрать вариант задания по таблице 2………………………………………………...13
4.3 Проверить и привести в исходное положение приборы………………………………14
4.4 Включить стенд………………………………………………………………………….15
4.5 После окончания экспериментов……………………………………………………….15
4.6 Оформить отчёт о работе и защитить его у преподавателя…………………………..15
5 Содержание отчёта………………………………………………………………………...16
6 Контрольные вопросы……………………………………………………………………..17
Литаратура…………………………………………………………………………………...18
1 - в нормальных условиях работы электроустановки электрическая проводимость фаз относительно земли и друг друга (в трех фазных сетях) одинаковая. Электрическая система в этом случае находится в равновесии, т.е. по всем проводам кабеля течет одинаковой величины электроток и соответственно одинаковое напряжение.